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Die
Erfindung betrifft einen Schallabsorber mit einem Flächenelement,
in welchem eine Mehrzahl von Mikro-Öffnungen vorhanden sind.
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Ein
Schallabsorber der eingangs genannten Art ist aus der
DE 197 54 107 C1 bekannt.
Dieser besteht aus mikroperforierten, also mit Löchern versehenen Folien oder
dünnen
Platten, wobei mehrere Folien oder Platten in beliebiger Anordnung
zueinander vorgesehen sein können.
Neben diesen Schallabsorbern sind auch solche mit großen schlitzförmigen Ausnehmungen
bekannt, welche beispielsweise in Turnhallen eingesetzt werden.
Mit den bekannten Schallabsorbern können die akustischen Eigenschaften
eines Raums gezielt verändert
werden, indem Schallwellen in Wärme
umgewandelt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schallabsorber der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, dass er möglichst einfach und kostengünstig hergestellt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Schallabsorber der eingangs genannten Art
dadurch gelöst,
dass mindestens einige der Mikro-Öffnungen schlitzförmig sind.
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Vorteile der Erfindung
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schallabsorber
wird durch die schlitzförmige
Ausgestaltung der Mikro-Öffnungen
(vorzugsweise in Form einer länglichen
schmalen Öffnung
oder eines länglichen
schmalen Einschnitts) ein sehr gutes und an unterschiedlichste Raumverhältnisse
anpassbares Absorptionsverhalten erzielt. Die schlitzförmigen Mikro-Öffnungen können darüber hinaus, anders als die
aus dem Stand der Technik bekannten lochartigen Mikro-Perforationen,
sehr einfach in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess in dem Flächenelement
ausgebildet werden. Hierdurch werden bei der Herstellung Zeit und
Kosten gespart. Die Einsparung ist dabei am größten, wenn sämtliche
Mikro-Öffnungen
schlitzförmig
sind.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schallabsorbers
zeichnet sich dadurch aus, dass das Flächenelement ein textiles Flächengebilde,
insbesondere ein Gewebe und/oder ein Gewirk und/oder ein Gestrick,
umfasst, in dem die schlitzförmigen
Mikro-Öffnungen
vorhanden sind. Ein solches textiles Flächengebilde ist flexibel, stabil,
optisch ansprechend und leicht befestigbar.
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In
Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Mikro-Öffnung durch
eine entsprechende Bindungstechnik bei der Herstellung des textilen
Flächengebildes,
insbesondere das Weglassen oder Entfernen mindestens eines Fadens,
bei einem Gewebe insbesondere eines Kettfadens und/oder eines Schussfadens,
gebildet ist. Dies ist eine einfach und somit kostengünstig realisierbare
Herstellungsart der schlitzförmigen
Mikro-Öffnungen.
Durch diese bindungstechnische Optimierung, insbesondere das Weglassen oder
Entfernen eines Fadens (die Art der Bindungstechnik unterscheidet
sich je nach Art des textilen Flächengebildes)
wird darüber
hinaus die Breite der schlitzförmigen
Mikro-Öffnung exakt
vorgegeben.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das textile Flächengebilde wenigstens bereichsweise
durch Filamentgarne gebildet ist. Dies gestattet vor allem außerhalb
der Mikro-Öffnungen
die Herstellung eines in weiten Bereichen luftdichten bzw. schallharten
Gewebes, was den Absorptionseigenschaften des Absorbers zugute kommt.
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Ferner
kann das Flächenelement
bei dem erfindungsgemäßen Schallabsorber
eine behandelte Oberfläche,
insbesondere eine Beschichtung, insbesondere mit Wachs, und/oder
eine Kaschierung, umfassen. Dies gestattet es, ein textiles Flächengebilde
nachträglich
luftdicht zu machen. Hierdurch können
die Absorptionseigenschaften des Schallabsorbers verbessert werden
und optimal an die räumlichen
Gegebenheiten angepasst werden. Darüber hinaus kann hierdurch das
Aussehen des Schallabsorbers verändert
und seine Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Umwelteinflüssen
verbessert werden.
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Dabei
können
zumindest einige der Mikro-Öffnungen
einfach dadurch gebildet werden, dass die Oberfläche örtlich nicht entsprechend behandelt
ist. Der entsprechende nicht behandelte (also beispielsweise nicht beschichtete
bzw. nicht kaschierte) Bereich hat ebenfalls die Funktion einer
erfindungsgemäßen Öffnung,
solange das verwendete textile Flächengebilde in dem besagten
Bereich den Schall nicht oder nicht wesentlich streut.
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Besonders
gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Öffnungsgrad des textilen Flächengebildes
insgesamt höchstens
ungefähr
15%, außerhalb
der Mikro-Öffnungen
höchstens
ungefähr
1% beträgt,
wobei der Öffnungsgrad
das Verhältnis
von offener Fläche
zur Gesamtfläche
ist. Der Öffnungsgrad
kann beispielhaft für ein
als Gewebe ausgestaltetes textiles Flächengebilde nach folgender
Formel bestimmt werden:
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Das
Flächenelement
kann auch eine Folie oder eine dünne
Platte umfassen. Eine Folie kann beispielsweise in einem Extrusionsverfahren
hergestellt werden, was mit niedrigen Herstellungskosten verbunden
ist. Darüber
hinaus lassen sich beispielsweise auch transparente Folien oder
dünne Platten
herstellen, was das Einsatzspektrum des erfindungsgemäßen Schallabsorbers
erweitert. Im Einzelnen wird hier auch auf die Offenbarung der
DE 197 54 107 C1 verwiesen.
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Wenn
die schlitzförmigen
Mikro-Öffnungen
zur optischen Gestaltung des Flächenelements
beitragen, kann ggf. auf zusätzliche
Finishingschritte verzichtet werden.
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Die
Schallabsorptionseigenschaften sind dann besonders gut, wenn die
Mindestbreite einer schlitzförmigen
Mikro-Öffnung
im Bereich von 10–6 m liegt.
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Wenn
wenigstens einige der schlitzförmigen
Mikro-Öffnungen
insgesamt im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wird zum
einen ein ganz bestimmter technisch wirkender optischer Effekt erreicht,
und zum anderen wird ein besonders gutes Absorptionsverhalten erreicht.
Möglich
ist aber auch, dass zueinander wenigstens in etwa orthogonal ausgerichtete
schlitzförmige
Mikro-Öffnungen
vorhanden sind, und/oder dass wenigstens einige der schlitzförmigen Mikro-Öffnung zueinander
chaotisch ausgerichtet sind.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Schallabsorbers;
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2 eine
schematische perspektivische Darstellung eines Bereichs des Schallabsorbers
von 1;
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3 eine
schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Schallabsorbers;
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4 eine
schematische perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform
eines Schallabsorbers;
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5 eine
Darstellung ähnlich 4 einer
vierten Ausführungsform;
und
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6 eine
Darstellung ähnlich 4 einer
fünften
Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In
den 1 und 2 trägt ein nur ausschnittsweise
gezeichneter Schallabsorber insgesamt das Bezugszeichen 10.
Er umfasst ein ebenes Flächenelement 12,
in dem mehrere schlitzförmige,
also längliche schmale
Mikro-Öffnungen 14 vorhanden
sind.
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Das
Flächenelement
12 des
in
1 gezeigten Schallabsorbers
10 umfasst
ein textiles Flächengebilde
in Form eines Gewebes
16. Dieses wird unter anderem durch
zueinander in etwa parallele Kettfäden
18 und hierzu
orthogonal ausgerichtete Schussfäden
20 gebildet
(aus Darstellungsgründen
ist jeweils nur ein Kett- bzw. Schussfaden mit Bezugszeichen versehen).
Das Gewebe
16 zeichnet sich durch genau definierte und
reproduzierbare Gewebeeigenschaften aus. Hierzu gehört die Maschenbreite,
die Dicke, die Dimensionsstabilität, etc.. Das in den
1 und
2 gezeigte
Gewebe
16 ist unter Berücksichtigung
dieser Parameter so konstruiert, dass es Schall absorbieren kann.
Dabei hängt
seine Schallabsorptionseigenschaft unter anderem auch vom Öffnungsgrad
ab. Dieser ist folgendermaßen
definiert:
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Bei
dem in den 1 und 2 gezeigten
Gewebe 16 sind bei dessen Herstellung einige Schussfäden in der
Gewebekonstruktion weggelassen worden. Ein solcher weggelassener
Schussfaden 20' ist
in 2 gestrichelt dargestellt. Dies führt zu einer örtlichen Änderung
der Schussdichte. Durch das Weglassen einzelner Schussfäden 20' wird an diesen
Stellen die schlitzförmige
Mikro-Öffnung 14 geschaffen.
Neben dieser luftdurchlässigen
Mikro-Öffnung 14 liegt
ein möglichst
luftundurchlässiger
und somit schallharter Bereich des Gewebes 16. Es versteht
sich, dass bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel auch einzelne
Kettfäden
weggelassen werden können.
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Die
durch das Weglassen einzelner Schussfäden 20' gebildeten Mikro-Öffnungen 14 stellen
mikrofeine Spalten dar und führen
zu regional unterschiedlichen Öffnungsgraden über die
Fläche
des Gewebes 16. Durch den Anteil der offenen Gewebebereiche
mit hohem Öffnungsgrad
und der geschlossenen Gewebebereiche mit geringem Öffnungsgrad,
durch die Gewebedicke, und durch den Abstand zu einer ggf. vorhandenen, in
der Figur jedoch nicht gezeigten schallharten Wand kann auf die
Absorptionseigenschaften Einfluss genommen werden. Die Maschenöffnungen
sind engen Toleranzen unterworfen, damit das Gewebe 16 insgesamt
einen möglichst
geringen Öffnungsgrad
besitzt. Dieser sollte über
das gesamte Gewebe 16 nach Möglichkeit höchstens 15 Prozent, außerhalb
der Mikro-Öffnungen 14 höchstens
1 Prozent betragen.
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Die
Breite und der Abstand der Mikro-Öffnungen richtet sich nach
den gewünschten
Schalleigenschaften, insbesondere nach der Resonanzfrequenz, bei
der die maximale Schallabsorption erreicht wird. Die minimale Breite
wird durch die Breite eines Filamentgarns vorgegeben und liegt im
Mikrobereich, also in der Größenordnung
von ungefähr
10–6 m.
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Eine
andere Ausführungsform
eines Schallabsorbers 10 zeigt 3. Dabei
gilt hier wie bei nachfolgenden Ausführungsbeispielen, dass solche
Elemente und Bereiche, welche äquivalente
Funktionen zu Elementen und Bereichen eines vorhergehenden Ausführungsbeispiels
aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals
im Detail erläutert
sind.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform eines Schallabsorbers 10 ist
die Oberfläche
des Gewebes 16 des Flächenelements 12 behandelt,
nämlich
bereichsweise mit einer Schicht 24 versehen. Zwischen zwei
Bereichen 24A und 24B ist die Schicht unterbrochen,
wodurch die Mikro-Öffnung 14 gebildet
wird. Für die
Beschichtung 24 in Frage kommen beispielsweise Wachs und
Silikon. An Stelle der Beschichtung 24 kann auch eine Kaschierung
(nicht dargestellt) auf dem Gewebe 16 erzeugt werden.
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Bei
einer anderen, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform eines Schallabsorbers
können
die Mikro-Öffnungen
auch durch die Verwendung einer anderen geeigneten Bindungstechnik
beim Herstellungsverfahren des jeweiligen textilen Flächengebildes
gebildet werden.
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Der
in 4 gezeigte Schallabsorber umfasst ein ebenes Flächenelement 12,
welches aus einer Folie oder einer dünnen Platte besteht. In dem
Flächenelement 12 sind
eine Vielzahl von schlitzförmigen
Mikro-Öffnungen 14 vorhanden
(diese sind also deutlich länger
als breit, vorzugsweise mindestens im Verhältnis 1 zu 10), von denen aus
Darstellungsgründen
nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist und welche insgesamt
im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
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Einen
alternativen Schallabsorber 10 zeigt 5.
Bei diesem sind zwei Gruppen 14A und 14B von Mikro-Öffnungen
vorhanden. Die Mikro-Öffnungen 14A sind
zueinander parallel angeordnet, ebenso wie jene der Gruppe 14B.
Die Ausrichtung der Mikro-Öffnungen 14B ist
im Wesentlichen orthogonal zu jenen der Gruppe 14A. Im
Gegensatz hierzu sind die Mikro-Öffnungen 14 des
in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels zueinander
unregelmäßig chaotisch
ausgerichtet.
